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超聲波流量計和鍋(guō)爐給水計量表在不同的環境下各有優勢

點擊次(cì)數:1927 發布時間(jiān):2021-01-14 17:24:49
鍋爐給水計量表是我公司采用國內外技術研製開(kāi)發(fā)的全智能型電磁流量計,全中文電磁轉換器內核采用高速中央處理器。計算速度非常快、精(jīng)度高、測量性能可靠。轉換器電(diàn)路設計采用國際先進技術,輸入阻抗高達1015?歐姆,共模抑製比優於100db,對於外(wài)來幹擾以及60Hz/50Hz?幹擾抑製能力優於90db,可以測量更低的電導率的流體介質流量。其傳感器采用非(fēi)均勻磁場技(jì)術及特殊的磁路結構,磁(cí)場穩定可靠,而且大的縮(suō)小了體積,減輕了重複(fù),使流量計小型流量化的特點。使客戶“買的放心,用的省心(xīn),服務稱心”是我公司的宗旨。
1、超聲波(bō)流量計和鍋爐(lú)給水(shuǐ)計量(liàng)表的概念
超聲波流量計是通過檢測流體流動(dòng)對超(chāo)聲束(或(huò)超聲脈衝)的作用以測量流量的儀表。超聲流量計(jì)和(hé)鍋爐給水計量表一樣,因儀表(biǎo)流通通道未設置任何阻礙件,均屬無阻礙流量(liàng)計,是適於解決流量(liàng)測量困難(nán)問題的一類流量計,特別(bié)在大口(kǒu)徑流量測量方麵有較突出的優點,近年來它是發展迅速的(de)一類流(liú)量(liàng)計之一。
鍋(guō)爐給水計量表是一種根據法(fǎ)拉*電磁感應定(dìng)律來測量管內導電介質體積流量的感應式儀表,采用單片機嵌入式技術,實現數字勵磁,同時在鍋爐給水計量表上采用CAN現場總線。
2、超聲波流量(liàng)計和鍋爐給水計量表的工作原理
超聲波(bō)流量計由超聲波換能器、電子線路及流(liú)量顯示和累積係統三部分組成(chéng)。超聲波發射換能器將電(diàn)能轉換為超聲波能量,並將其發射到(dào)被測流體中,接收器接收到的超(chāo)聲波信號,經電子線路放大並轉換為代表流(liú)量(liàng)的電(diàn)信號供給顯示和積算儀表進行顯示和積算。這樣(yàng)就實現了流量的(de)檢測和顯示。超聲波流(liú)量計常用(yòng)壓(yā)電換能(néng)器。它利用壓(yā)電材料的壓電效應,采用適(shì)出的發(fā)射電路把電能加到發射換能器的壓電元件上,使其產生超聲波振動。超聲波以某一角度射入流體中傳播,然後由接(jiē)收換能器(qì)接收,並經壓電元件變為電能,以便檢測。發(fā)射換能器(qì)利用壓電元件的逆(nì)壓電(diàn)效應,而接收換能器(qì)則是利用壓電(diàn)效應。鍋爐給水計量表(biǎo)的工作原理是基(jī)於法拉*電磁感應定(dìng)律。在鍋爐給水計量表中,測量管內的導電介質相當於法拉*試驗中的導電(diàn)金屬杆,上下兩端的兩個電磁線圈產生恒定磁場。當有導電介(jiè)質流過時,則會產生感應電壓。管道內部(bù)的兩個電*測量產(chǎn)生的感應電(diàn)壓。測量管(guǎn)道通過不導電的內襯(橡膠,特氟隆等)實現與流體和測量電*的電磁隔(gé)離(lí)。導電(diàn)性(xìng)液體在垂直於磁場的非磁性(xìng)測量管內流動,與流動方向垂直的方向上產生與(yǔ)流量成比例(lì)的感應電勢,電動勢的方向(xiàng)按“弗來明右手規則”。
3、超聲波流量計和鍋爐給水計量表的分類
根據檢測的方式(shì),可分為傳播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪聲法及相關法等不同類型的超聲波(bō)流量計。根據對信號檢測的原理,目前超聲波流量計大致可(kě)分傳播速度差法(包括:直接(jiē)時差法、時(shí)差法、相位差法、頻差法)波束偏移法、多普(pǔ)勒(lè)法、相關法、空間濾波法及(jí)噪聲法等類型。其中以噪聲法原理及結構*簡單,便(biàn)於測量和攜帶,價格便宜但準確度較低,適於在流量測量準確度要求不高的場合使用。
由於直接時差法(fǎ)、時差法、頻差法和相位差法的(de)基本原理都是通過測量超聲波脈衝順流和逆流傳(chuán)報時速度之差來反映流體的流速的,故又統稱為傳播速(sù)度差法。其中頻差法和時差法克服了聲速隨流體溫度變化(huà)帶來的誤差,準確度(dù)較(jiào)高,所以被廣泛(fàn)采(cǎi)用。按照換能器的配置方法不同,傳播速度差撥又分為(wéi):Z法(透過法)、V法(反(fǎn)射法)、X法(交叉法(fǎ))等。
鍋爐給水計量表按激磁電流方式劃分,有直流激磁、交流(工頻或其(qí)他頻率)激磁、低頻矩形波激磁和雙(shuāng)頻矩(jǔ)形波激磁;按輸出信號連接和激磁(或電源)連線的(de)製式分類,有四線製和(hé)二線製(zhì);按轉換器(qì)與傳感器組裝方式分類(lèi),有分體型(xíng)和一體型;按流量傳(chuán)感器與管道連(lián)接方式分類,有法蘭型、夾持型、衛生型、插(chā)入型、螺紋連接;按流量傳感器電(diàn)*是否與被測(cè)液體接觸分類,有接觸型(xíng)和非接觸型;按流量傳感器結構(gòu)分類,有短管型和插入型(插入式鍋爐給水計量表);按用途分類,有通(tōng)用型、防爆型、衛生型、防侵水型和用於明渠流量測量的潛水(shuǐ)型(明渠流量(liàng)計)。
4、超聲波流(liú)量計(jì)和鍋爐(lú)給水(shuǐ)計量表的主要區別
4.1介質不同
超聲波流量計的流量測(cè)量準確度幾乎不受被測流體溫度(dù)、壓力、粘度、密度等參數的影(yǐng)響(xiǎng),又可製成非接觸及便攜式(shì)測量儀表,故可解決其它類型儀表所難以(yǐ)測量的強腐蝕性、非導電性、放射性及易燃易爆(bào)介質的流量測量問題。
鍋爐給水計量表不能測量導電率很低的液體,如石石油(yóu)製品和有機溶劑等。通用型鍋爐(lú)給水計量表由於裏襯材料(liào)限製,不能測量溫度較高液體。鍋爐給水(shuǐ)計量表是通過測量導電(diàn)液體的速度確定工作狀態下的體積流量。按照計量要求,對於液態介質,應測(cè)量質量流量,測量介質流量應涉及到流體的密度,不同流體介質具有不(bú)同的密度,而且隨(suí)溫度變化。如果鍋爐給水計量(liàng)表(biǎo)轉(zhuǎn)換(huàn)器(qì)不考慮(lǜ)流(liú)體密度,僅給出常溫狀態下的體積流量是不合適的。
4.2準確度不同
超聲(shēng)波流量計是通過測量流體速度來確定體積流量,對液體應該測量(liàng)它的質量(liàng)流量,儀表測量質(zhì)量流量是通過體積流量乘以人為設定的密度後得到的,當流體溫度變化時,流體密度是變化的,人為設定密度值,不能保證質量流量的準確度。隻能在測量流體速度的同時,又測量了流(liú)體密度,才能通過運算,得到真實質量流(liú)量值(zhí)。
從超聲波流量計在國內市(shì)場使用的經驗來(lái)看,目前所存在的(de)缺點主要是可測流體的溫度範圍(wéi)受超聲(shēng)波換能鋁和換能器與管道之間的耦合材料耐溫程度的限製,另外不足(zú)的是高(gāo)溫下被測流體傳聲速度的原始數(shù)據不全。目前中國的超聲波流量計隻能用於(yú)測量200℃以下的流體。
超聲波流量計(jì)和鍋爐給水計量表的測量媒介不同,超聲波是采用聲(shēng)波,頻率很低,超聲波頻率20KHz~100KHz,雷達(dá)是采用(yòng)2.4GHz級別的(de)電磁波,超聲波的限製性比較大,很容易(yì)受到其它鐵製物體的幹擾(rǎo),另外頻率低,衰減大,測量範圍小,應用的麵比較窄,常用在大口徑的水管線的流量(liàng)測量和明渠類流量(liàng)計測液位來換算成流量。也有用在固體料倉(cāng)上(shàng)的。電磁的頻率高,衰減小,如果加上導波(bō)管(guǎn)測量範圍可以很大,用在儲(chǔ)罐上比較(jiào)多。但是需要注意介電常(cháng)數,介電常數太小的介質沒法(fǎ)測或測量範圍很小。由於這(zhè)種傳感器必須保持管道內電阻和測量電路阻抗之間有(yǒu)一定比例關係,因此在製造上有一定困難。當被測介質的(de)電導(dǎo)率約為10Ω/cm時就開始產生困難,電(diàn)導率更低時就產生原理(lǐ)性困難。 當電導率為10Ω/cm時,就達到導電介(jiè)質和電介質之間的(de)“分界線”,熱(rè)噪聲電平(píng)隨內阻的增大而顯著增加(jiā)。
高精度超聲流量計均為多聲道或管段式,中(zhōng)、小口徑管段式超聲流量計通常都做實流(liú)標定,具有0.5%準確度。目前廣泛使用的國產(chǎn)單聲道超聲流量標稱精度為1%,但在實際應用中,由於現場管道的內徑、壁(bì)厚、 圓度都無(wú)法精確測量等諸多因素會使測量準確(què)度超出標稱(chēng)準確(què)度許多,對供水行(háng)業的計量來說,超聲波流量計的實際測量誤差能(néng)控(kòng)製在3%以內就算高準確度了(le)。
4.3安裝、維護(hù)、檢定成本不同
超聲波流量計適用於大型圓形管道和矩(jǔ)形管道,且原理上(shàng)不受管徑限製,其造價基本上與管徑無關。對於大型管(guǎn)道不僅帶來方便,可認為(wéi)在無法實現實流校驗的情況下是(shì)優先考慮的(de)選擇方案。超聲流量計(jì)可作非接觸測量(liàng)。夾裝式(shì)換能器超聲流量計可無需停(tíng)流截管安裝,隻要在(zài)既設(shè)管道外部安裝換能(néng)器即可。這是超聲流量計在(zài)工業用流量(liàng)儀表中具有的獨特優點,因(yīn)此可作移動性(即非定點固定安裝)測量,適用於管網流動狀況(kuàng)評估測定超聲流量計為無(wú)流動阻撓測量,無額外壓力損失。流量計的儀表係(xì)數是可從實際測量管道及聲道等幾何尺寸計(jì)算求得的,既可采用幹法標定,除帶測量(liàng)管段式外一般不需作實流校驗。超聲波流量計主要是管(guǎn)外安裝和插入式安裝(zhuāng),簡單方便,可在線(xiàn)拆卸,維護時不(bú)需要(yào)工藝停車(chē),不影(yǐng)響生(shēng)產,檢定費用低,按**計量檢定規程每3年(nián)檢定一次。
鍋爐給水計量表的安裝與調試比其它流量計複雜,且要求(qiú)更嚴格。變送器和轉換器(qì)必須配(pèi)套使用,兩者(zhě)之間不能用兩種不同型號(hào)的儀表配用。在(zài)安裝變送器時,從安裝地點的(de)選擇(zé)到具體的安裝調試,必須嚴格按照產(chǎn)品說明書要求(qiú)進行。安裝地點不能有振動,不能有強磁場。在安裝時必須使變送(sòng)器和管道有良好的接(jiē)觸及良好的接地。變送器的(de)電位與被測流體等電(diàn)位。在使用時,必須排盡測量管中存留的氣體,否則會造成(chéng)較(jiào)大的測量誤差。鍋爐給(gěi)水計量表需要在有電導率的液體條件下安裝,而且一般鍋爐給水計量表的安裝必須截管安裝,但(dàn)是(shì)鍋爐給水計量表的特點是在符(fú)合條件的現場條件(jiàn)下準確度高。鍋爐(lú)給(gěi)水計量表拆卸(xiè)麻煩,必須要(yào)求工藝停車,拆卸送檢麻煩,如果(guǒ)是0.5%準確度按**計量檢定規程每半年需檢(jiǎn)定一(yī)次。
4.4幹擾來源(yuán)不同
幹擾了超(chāo)聲波工作,就是幹擾了超聲波流量計工作。幹擾超聲波工作的主要因素有溫度的劇烈變化和雜波的幹擾,或管道內有特(tè)定角度的旋流或者結構使(shǐ)得流量計發射(shè)出(chū)的超聲波不能有效的回(huí)收。
電化學*化電勢幹擾是由於電*感生電動勢在兩**性不同而導致電(diàn)解質在電*表麵*化產生(shēng)。雖然采(cǎi)用正負交變勵磁磁場能顯著減弱*化電勢的數量級,但不能(néng)根本上完全消除*化電勢(shì)幹擾。其特性於流體介質的性質、電*材料性質、電*的(de)外形尺寸形狀有關,具有變化緩慢,數量級不大等特(tè)點。因(yīn)此選擇合適的電*材料,設(shè)計*佳的電*形狀的尺寸是減小*化電勢的有效方法之(zhī)一。另外采用正負兩*性交變的矩形(xíng)波勵磁技術配合微處理器同步寬脈衝采樣技術,到用微處理器運算功能前後兩次(cì)采樣值相減消除流量信號電勢中的*化電勢幹擾。
工頻幹擾噪聲是由電磁流量傳感器勵磁繞組和流體、電*、放大器輸入回路(lù)的電磁耦(ǒu)合,另外(wài)鍋爐給水計量表工(gōng)作現場的工(gōng)頻共模幹擾,其三供電電源引入的工頻串模幹(gàn)擾等,其產生的物理機理均是電磁感應原理。*先就電磁流量傳感器勵磁繞組和流體、電*、放大器輸入回路的電磁耦合產生的(de)工頻幹擾對鍋爐(lú)給水計量表工作影(yǐng)響*大,而且在不同的勵磁技術下其表現的形態、特性不同,因而(ér)采取抗幹擾(rǎo)措施也不同。解決鍋爐給水計量表運行中出現的問題,可采用新型(xíng)HCMOS係列芯片技(jì)術(shù)和微處理器係統電源電壓(yā)監視技術。
5、結語
綜合(hé)以上論述,超聲(shēng)波流量計和鍋爐給水(shuǐ)計量表在不同的環境下各有優勢。在小成本作業,對測量準確度要求(qiú)不高的情況下,宜多使用超聲波流量計;在安裝、維護(hù)資金充足,對測量準確度要求高的情況下,應多采用鍋爐給水計量表。當然,計量檢測人員要認真考察工(gōng)作環境中(zhōng)對流量計的幹擾來(lái)源,並采(cǎi)取(qǔ)有效的抗幹擾措施。

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